Dansk Polarcenter | Strandgade 100 H | 1401 København K | Danmark
telefon 3288 0100 | telefax 3288 0101 | 
News    |    Research & Logistics    |    Publications    |    Library    |    Photos    |    Polarfronten    |    Om DPC
Du er på:

En kilde til værdifulde enzymer

Den globale jagt er gået ind på nye enzymer, som efter en tur gennem laboratorierne kan vise sig at være mange penge værd for industrien. Senest har forskere fundet mange helt nye enzymer i de varme kilder på Disko-øen, og det kan vise sig at blive en indtægtskilde for Grønland.

Af Poul-Erik Philbert

To biokemikere fra Bioteknologisk Institut i Hørsholm lagde sidste sommer gummihandskerne og kitlerne og fandt vandrestøvlerne frem fra skabsbunden. De finmotoriske sysler med præcisionsisenkrammet i laboratorierne blev for nogle uger udskiftet med et for dem usædvanligt feltarbejde bl.a. på Disko-øen i Vestgrønland, hvor de hentede flere hundrede vandprøver med hjem fra øens varme kilder.
Prøverne er siden i laboratorierne blevet finkæmmet for sjældne mikroorganismer og enzymer, som forskerne håber med fordel kan erstatte nogle af dem, som i dag bruges i f.eks. fødevare- og medicinalindustrien.


Moderne skattejagt

Den minutiøse søgen efter nye enzymer i de varme kilder er en del af det udviklingsarbejde, som 15-20 forskere fra Bioteknologisk Institut, Københavns Universitet og forskningsafdelingerne i Arla Foods, Novozymes og Royal Greenland udfører i samarbejdsprojektet Center for Ekstremofile Mikroorganismer.

De deltager som vor tids skattejægere - man taler ligefrem om bioprospektering - i den globale enzymjagt, som de seneste 4-5 år er blevet stærkt intensiveret. I naturen har enzymerne deres faste opgaver, som f.eks. kan være at forsvare bakterier, gær og svampe mod andre mikroorganismer. Forskernes opgave er at udnytte disse naturlige egenskaber og ved hjælp af gensplejsningsteknologien overtale enzymerne til at bruge deres talenter i en anden sags tjeneste. Det kan f.eks. ske ved at tilsætte eller udskifte enzymer, som kan øge brøds hæveevne eller et vaskepulvers vaskeevne.


En på skallen

Måske kan det helt rigtige enzym også hjælpe Royal Greenland af med et affaldsproblem. Rejeskaller, som i dag kun anvendes til foder, indeholder værdifulde råstoffer som f.eks. kitin, det stof, der gør skallerne stive.
Centerleder Peter Stougaard fra Bioteknologisk Institut siger:

- Vi håber, at vi kan finde nogle bakterier og enzymer, som kan omdanne og opløse den meget stive kitinstruktur, så rejeaffaldet kan forvandles til noget, der kan spises, bruges til papir eller måske til noget helt tredje i forbindelse med farmaceutiske stoffer.

Det er en proces, som i dag kan klares med koncentreret syre og base, men brugen af enzymer vil både give mere værdifulde produkter og løse problemerne i Grønland med transport af farligt gods og kemisk affald.


Fordele ved at sænke temperaturen

Forskerne søger i deres jagt på nye enzymer især til klodens ekstreme, økologiske nicher, sodasøer, gejsere, søer i polarområderne, hvor de forventer, at de mest specielle mikroorganismer gemmer sig. I Grønland finder man på Disko-øen hundredvis af de såkaldte ensvarme kilder, som i virkeligheden ikke er særligt varme - fra 0-5° og op til 12° - men er enestående, fordi de har samme temperatur året rundt.

- Vi håber på, at kilderne gemmer på nogle kuldeaktive mikroorganismer og enzymer, som vi i fremtiden kan bruge i industrielle processer i stedet for de nuværende enzymer, som er designet til at fungere ved 20 eller måske helt op til 50-60°C, siger Peter Stougaard. Der er nemlig store fordele for industrien ved at køre produktionen ved en lavere temperatur.

Der er først og fremmest mange penge at spare på oliebudgettet, hvis processerne kan foregå uden tilførsel af varme. Men kuldeaktive enzymer kan også forbedre produktionen på en række andre felter. Således er mejeriindustrien f.eks. interesseret i enzymer, som gør det muligt at behandle mælk ved 5°C, fordi en lavere produktionstemperatur bedre bevarer mælkens smagsstoffer, sikrer mod kontamination og er mere rentabel.

Et plagsomt pillearbejde

Udbyttet af det grønlandske feltarbejde var 4-500 vand- og jordprøver, som sidste efterår gav Peter Stougaard og fire af hans kolleger to måneders møjsommeligt pillearbejde, hvor de har siddet krumbøjet over skålene i laboratoriet for at isolere så mange mikroorganismer som muligt.

Belønningen for det plagsomme, ensformige arbejde var 3000 isolerede, rendyrkede mikroorganismer, som i dag ligger i sirligt stablede bakker i instituttets 80° kolde fryser. Det svarer ganske vist kun til 1% af de mikroorganismer, som findes i prøverne, men resten har man endnu ikke fundet en metode til at fremdyrke.

For øjeblikket eksperimenteres der med at finde nye enzymer og nyttige anvendelsesmuligheder i produktionen. Foreløbig har forskerne bl.a. fundet et enzym, som kan spalte laktosen i mælk til glukose og galaktose, og det kan blive en fordel for bl.a. den store del af Asiens befolkning, som ikke kan tåle mælk, fordi de ikke kan nedbryde laktose.

- Det er svært at sige, om vores foreløbige fund kan bruges direkte, siger Peter Stougaard. Produktionsprocesserne fungerer jo allerede, og det skal efterprøves i detaljer, om de nye enzymer kan gøre produktionen endnu bedre. Men der er bestemt fremtid i kuldeaktive enzymer, som gør det muligt f.eks. at behandle mælken ved lave temperaturer.

De grundvidenskabelige resultater er allerede nu overvældende. Af de 3000 rendyrkede mikroorganismer har det nemlig vist sig, at mere end halvdelen er helt nye arter, som ingen forskere tidligere har mødt.


Penge til Grønland

Enzym-jagten handler i sidste ende om penge, og for virksomhederne kan der ligge store fortjenester gemt i at finde det rigtige enzym. Sker det, vil det også dryppe økonomisk på oprindelseslandet.

På den store biodiversitetskonference i Rio de Janiero i 1992 blev der enighed om, at rettighederne til sjældne enzymer ligger i de lande, hvor de er fundet. Peter Stougaard har derfor i overensstemmelse med Rio-konventionen indgået en aftale med Grønlands Hjemmestyre, som giver ham lov til at lede efter nye enzymer mod, at man vender tilbage, hvis fundene bliver udnyttet kommercielt.

Stougaard er tilbageholdende med at udtale sig mere konkret om de økonomiske perspektiver for Grønland, men siger:

- Der kan være mange penge i det for Grønland. Det er i hvert fald sikkert, at man ikke får virksomheder til at investere tocifrede millionbeløb i et projekt, hvis der ikke er en potentiel mulighed for succes. Og finder vi det helt rigtige enzym, så er det millioner, vi taler om.

Men skulle det ikke lykkes i første omgang, så får Grønland endnu en chance til sommer, hvor Peter Stougaard og en kollega drager til Østgrønland for at indsamle prøver fra de varme kilder nord og syd for Scoresbysund.

Foto: Flemming Jørgensen

Peter Stougaard i færd med at indsamle vandprøver fra en af de ensvarme kilder på Disko-øen.

Foto: Peter Stougaard

Det er et møjsommeligt pillearbejde at isolere mikroorganismerne og afprøve deres virkning. Vandprøverne fra de ensvarme kilder på Disko bliver ledt gennem et ekstremt tyndmasket filter, som kan fange de 1/1000 mm små mikroorganismer, som derpå bliver lagt i en skål med et dyrkningssubstrat (øverste billede). Efter nogle dage i køleskab er der vokset en mængde organismer frem, som nu kan pilles ud og rendyrkes. De bliver placeret i små dyrkningsbakker, så der i nogle små huller ligger en ren bakterie. Når bakterien deler sig og vokser, kan man ved hjælp af nogle små nåle føre bakterien over på en plade, hvor man kan efterprøve virkningen af de forskellige bakterier og enzymer (nederste billede).

Foto: Peter Stougaard

Kontakt:
Peter Stougaard,
Bioteknologisk Institut
tlf. 45 16 44 67

Tegn et abonnement
på Polarfronten on-line


eller ring på 3288 0100